(完整)钢结构基本原理复习

(完整)钢结构基本原理复习钢结构基本原理第一章绪论1、钢结构的优点：（1）强度高、重量轻;（2）材性好，可靠度高;（3）工业化程度高,工期短;（4）密封性好；（5）抗震性能好;（6）耐热性较好;2、钢结构的缺点:（1）钢材价格相对较贵；（2）耐锈蚀性差;（3）耐火性差；第二章钢结构材料1、钢结构对钢材的要求:（1）有较高的强度；（2）塑性好；（3）冲击韧性好;（4）冷加工性能好；（5）可焊性好；（6）耐久性好；2、屈服点和流幅是钢材的很重要的两个力学性能指标，前者是表示钢材强度指标,后者表示钢材塑性变形指标。

3、钢材的工作性能：（1）在设计时取屈服点为钢材可以达到的最大应力；（2）钢材符合理想的弹塑性本构;（3）钢材破坏前的塑性变形很大，差不多等于弹性变形的200倍；（4）屈强比可以看做衡量钢材强度储备的一个系数，屈强比越低钢材的安全储备越大.4、伸长率不能代表钢材的最大塑性变形能力，但测量断面收缩率时容易产生较大的误差。

5、钢材的塑性指标比强度指标更为重要，塑性可以调节初始缺陷.6、时效现象:在间歇反复荷载下，钢材屈服点提高,韧性降低，并且极限强度也稍微提高。

7、疲劳：多次反复加荷后，钢材的强度下降.8、第四强度理论(折算应力）:σ=zs9、钢材的抗剪屈服点为抗拉屈服点的0.58倍。

10、韧性：钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,是衡量钢材抗冲击性能的指标.11、冷弯性能：钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，是衡量钢材力学性能的综合性指标。

12、可焊性好是指焊缝安全、可靠、不发生焊接裂缝，焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影响区的延伸性（塑性）和力学性能都不低于母材.(完整)钢结构基本原理复习16、剪应力先超过晶粒的抗剪能力，将发生塑性破坏；拉应力先超过晶粒的抗拉能力,将发生脆性破坏。

17、影响钢材脆断的直接因素是裂纹尺寸、作用力和材料的韧性。

18、提高钢材抗脆断性能的主要措施：（1）加强施焊工艺管理；（2）焊缝不宜过分集中，施焊时不宜过强约束,避免产生过大残余应力；（3）进行合理细部构造设计，避免产生应力集中;（4）选择合理的钢材；19、疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下，应力虽然还低于极限强度，甚至还低于屈服点，也会发生破坏.属于反复荷载作用下的脆性破坏。

20、疲劳极限：应力循环即使反复无穷多次，试件仍然不会破坏。

21、损伤:塑性损伤、疲劳损伤、材质变化、蠕变损伤等。

22、化学成分影响钢材性能：（1）碳：屈服点和抗拉强度提高；但塑性和韧性，特别是低温冲击韧性下降,可焊性、耐腐蚀性能、疲劳强度和冷弯性能明显下降。

（2）硅:用以制成质量较高的镇静钢。

适量硅可大为提高强度，而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性无明显影响；过多则降低性能。

（3）锰：适量提高强度，消除热脆，改善冷脆倾向；过量使钢材脆硬，降低抗锈性和可焊性。

（4）钒：提高强度和抗锈性，不显著降低塑性,有时有硬化作用。

（5）硫:大大降低塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性，高温变脆产生裂缝——热脆.（6）磷：提高强度和抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能，冷脆。

（7）氧和氮:氧热脆，氮冷脆。

23、沸腾钢：锰作脱氧剂，塑性、韧性、可焊性较差，容易发时效和变脆.24、镇静钢：硅作脱氧剂，成品率低，成本较高，屈服点高、冲击韧性好、冷弯性能、可焊性、抗锈性好，时效敏感性较小。

25、钢材经热轧后,由于不均匀冷却会产生残余应力，一般在冷却较慢处产生拉应力,冷却早的地方产生压应力。

残余应力自平衡。

26、硬化:在重复荷载作用下，钢材弹性极限有所提高。

27、蓝脆现象:在250℃左右时,钢材抗拉强度提高而冲击韧性下降。

28、低温冷脆：当温度下降到某一数值时，钢材的冲击韧性突然急剧下降，试件断口发生脆性破坏。

29、在一般情况下，由于结构钢材的塑性较好，当内力增大时，应力分布不均匀的现象会逐渐平缓。

30、选用钢材的原则：（1）结构的类型及重要性;（2）荷载的性质；（3）连接方法；（4）结构的工作温度；（5）结构的受力性质;（6）结构形式和钢材厚度；第三章钢结构的可能破坏形式1、钢结构可能的破坏形式：（1）结构的整体失稳；（2）结构和构件的局部失稳；（3）结构的塑性破坏；（4）结构的脆性断裂；第四章 受拉构件及索1、 毛截面屈服准则（截面无削弱）：p y N Af = p N N ≤2、 净截面断裂准则（截面有削弱）:u n u N A f =min(,)p u N N N ≤在满足屈强比1.25uyf f >的条件下： n d N A f ≤3、 净截面效率：1e n A a A lη==- 影响因素：连接长度越长,η越大;连接板至构件截面形心距离越大，截面分散应力越不均匀，η越小.4、 边缘纤维屈服准则：1x p exM N N M +≤ ex x y M W f =5、 全截面屈服准则1p pN M N M +≤ 6、 部分发展塑性准则：1x y x yM N Af W f γ+≤ 第五章 轴心受压构件1、 一般情况下轴心受压构件的失稳形态：a) 双轴对称：工字型、H 形，只出现弯曲失稳；b) 单轴对称:不对称工字型、T 形、槽形，绕非对称轴弯曲失稳;绕对称轴弯扭失稳； c) 无对称轴：不等肢L 形，弯扭失稳;d n d N A f =3、 整体稳定：a) 欧拉临界力（理想弹性轴心压杆)：22E EAN πλ=b) 极限承载力：cr y N Af ϕ=c) 格构式构件换算长细比0λ按公式计算4、 局部稳定：a) 稳定系数k 按支座条件取对应值b) 板屈曲后还会有很大的承载能力,其屈曲后强度来源于板面内横向的薄膜张力。

c) 实腹构件局部失稳通过宽厚比板件来控制.d) 为保证格构柱单肢稳定性不低于整体，其长细比i. 缀条柱:()1max 00.70.7max ,x y λλλλ≤= ii.缀板柱：()1max min 40,0.5λλ≤，max 50λ≥e)剪力实用计算公式：V =f)计算缀条稳定性时需对设计强度需乘以折减系数0γg) 缀板验算：1a T V c =，12a M V = 当40bc t ≥时,只需验算强度：d M f W σ=≤， 1.5vd bTf bt τ=≤h) 轧制截面不需要验算局部稳定，自动满足；第六章 受弯构件1、 受弯构件的主要破坏形式：a) 截面强度破坏：边缘屈服后根据弹性核大小判断承载力；制作处受剪破坏； b) 整体失稳:弯矩作用平面内、弯矩作用平面外；c) 局部失稳：分为弹性和弹塑性；弹性局部失稳说明受弯构件局部遭到破坏，承载性能开始恶化，但不一定作为构件整体遭到破坏的判别标准.2、3、a) 开口截面：xVS Itτ=； b)工字形截面剪力主要由腹板承受:wV A τ=4、 局部承压强度:一般考虑在集中荷载作用处设置支撑加劲肋c w zF t l σ=52z y R l a h h =++5、 折算应力:所有的应力应当是发生在同一点的应力zs σ=6、 剪力中心：弯曲中心、扭转中心，截面发生扭转的旋转中心;设计时应使横向力作用线靠近剪力中心。

7、 自由扭转：截面应力为扭转引起的剪应力；单位长度的扭转角处处相等a) 截面上受等值反响的一对扭矩作用； b) 构件端部截面的纵向纤维不受约束。

8、 约束扭转：上下翼缘存在等值反向的双力矩。

9、 翘曲：约束扭转时，构件截面不再保持为平面.11、a) 有足够刚度的铺板覆盖在受弯构件的受压翼缘上并与其牢固连接,能有效阻止受压医院的侧向变形； b) 受弯构件的自由长度小于某一临界值。

12、 局部稳定设计准则:a) 板件局部失稳的临界应力不小于材料的屈服强度；b) 板件局部失稳的临界应力不小于构件的整体稳定临界应力； c) 板件局部失稳的临界应力不小于实际工作应力。

（最经济) 13、 桁架机制：有横向加劲肋的简支梁受剪局部失稳后，主压应力不变，主拉应力增加。

梁的上下翼缘犹如上下弦杆，横向加劲肋如同受压竖杆,失稳区段内的斜向张拉力带则起到受拉斜杆的作用。

14、 反复荷载、塑性设计中，不考虑利用屈曲后强度.第七章 压弯构件2、1x y x yM N Af W f γ+≤ 3、 整体稳定a) 平面内整体稳定性 i. 宽厚比相当大的板件组成的截面（冷弯薄壁型构件）,在全截面发展塑性的可能性较小，一般以边缘屈服准则作为设计准则。

ii. 确定平面内稳定性的两种方式：试验数据统计、力学模型数值分析b) 平面外整体稳定性i. 平面外整体失稳呈现弯扭状态。

ii.计算公式:tx x d y b xM Nf A W βηϕϕ+≤4、 局部稳定a) 设计准则： i. 不允许发生局部失稳 ii. 考虑利用屈曲后强度第八章钢结构的连接2、焊接形式a)对接焊缝：直缝、斜缝；b)角焊缝:侧缝、端缝。

3、焊接结构的优缺点a)优点i.不需要打孔钻眼,省工省时，截面不受到削弱；ii.不限形状、无辅助零件、构造简单、传力路线短、适应面广；iii.气密性、水密性好,结构刚性大,整体性好;b)缺点：i.热影响区使钢材变脆；ii.残余应力容易发生脆性破坏,降低压杆稳定的临界荷载，影响尺寸和形状;iii.局部裂缝易扩散到整体;6、剪力螺栓的破坏形式：a)螺杆剪断破坏；b)钢板孔壁挤压破坏；c)净截面断裂；d)边缘冲切破坏；e)弯曲破坏；。